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Oly-Kameras bald mit Global Shutter?

DonParrot
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DonParrot

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Werbung (verschwindet nach Registrierung)

Da isser also, der Global Shutter. Auf den Markt gebracht von Olympus-Partner Sony. Allerdings in einer Video-Kamera.

Dennoch stelle ich mir nun die Frage, ob wir bald auch auf Olympus-Fotokameras mit einem Global-Shutter hoffen dürfen.

 

Was meint Ihr?

 

Toll wäre es auf jeden Fall, denn nicht nur für den Rolling-Shutter-Effect sondern auch für den C-AF wäre das ein riesiger Schritt in die richtige Richtung.

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Olybold

Olybold

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..

Dennoch stelle ich mir nun die Frage, ob wir bald auch auf Olympus-Fotokameras mit einem Global-Shutter hoffen dürfen.

...

 

Die Frage ist einfach zu beantworten: Nein! Guck mal in welcher Preisklasse sich das derzeit abspielt. Und auch weniger bald nicht, solange Olympus keine Videokameras baut.

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DonParrot

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Das ist doch gar nicht das Thema. Worum es geht ist, dass sie den Global Shutter serienreif bekommen haben - worauf ja zumindest die Spiegellos-Community seit Langem wartet.

 

Und wenn's mit dem Sensor geht, wird's aller Wahrscheinlichkeit nicht mehr lange dauern, bis Sony dieses Alleinstellungsmerkmal auch in andere Sensoren implementiert. Wäre ja schön blöd, damit so lange zu warten, bis die Konkurrenz nachgezogen hat.

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DonParrot

DonParrot

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Für die für uns interessanten Anwendungen ist der mit Sicherheit schon in der Erprobungsphase.

Hach - ich fang schon an zu sabbern, Wolfgang. :D

 

'ne E-M6 oder 7, mit der ich auf der Hunderennbahn die 1D MKxy- und D-800-Jungs ärgern kann. Das wär ja was.

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tom-tom

tom-tom

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Den global shutter hat im Moment auch nur die teurere der beiden neuen teuren Videokameras spendiert bekommen. Warum soll die tolle Videoqualität iBilligkameras portiert werden, ist doch ein gutes Alleinstellungsmerkmal für die high end Produkte.

 

Im Consumermarkt ist es nicht so, dass man für Erfolg die Konkurrenz technisch völlig abhängen muss, im wesentlichen verfügen dort alle Anbieter über das gleiche Technologieniveau.

 

Irgendwann wird der global shutter aber ganz sicher nach unten wandern, alleine schon, um sich mechanische shutter zu sparen.

 

Was mich interessieren würde ist folgendes. Der global shutter Sensor muss doch unheimlich viele AUslesekanäle haben. Macht das bei den Herstellverfahren aufwandstechnischen einen grossen Unterschied zu herkömmlichen Sensoren?

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wolfgang_r

wolfgang_r

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(...)

Was mich interessieren würde ist folgendes. Der global shutter Sensor muss doch unheimlich viele AUslesekanäle haben. Macht das bei den Herstellverfahren aufwandstechnischen einen grossen Unterschied zu herkömmlichen Sensoren?

Es wird je nach Hersteller wohl unterschiedliche Verfahren geben. Was ich mir vorstellen könnte, wäre so etwas ähnliches wie das dem Ringpuffer ähnliche Durchschalten von Bildschirmseiten in umgekehrter Richtung. Alle Pixel quasi auf einen Rutsch nach "hinten" umschalten und dann auslesen während vorne schon wieder neu geladen wird. Der Rolling Shutter Effekt entfällt auf diese Weise. Warten wirs ab.

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MaGu

MaGu

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Auch wenn wir diese Diskussion schon mehrfach hier im Forum hatten und sich mit dem erscheinen dieser Kamera von Sony nichts an der Sachlage geändert hat, wiederhole ich noch mal meine Argumente, warum es in absehbarer Zeit keine Foto-Kamera mit Global Shutter geben wird:

 

Der Global Shutter ist nun wirklich ein alter Hut. Schon vor ca. 10 Jahren gab es Sensoren mit dieser Technologie, die serienmäßig in speziellen Überwachungskameras eingebaut wurden. (Bei diesen Sensoren kann man teilweise sogar verschiedene Bereiche des Sensors gleichzeitig mit verschiedenen Bildwiederholraten auslesen)

Sony ist also nun wirklich nicht die erste Firma, die diese Technik marktreif macht.

Sony ist allerhöchstens die erste Firma, die einen entsprechenden Sensor serienmäßig in eine professionelle Videokamera einbaut. Es sieht also so aus, als ob die Sensor-Technologie inzwischen so weit ist, dass die großen Vorteile, die der Global Shutter im Videobereich bietet, für manche Anwendungen inzwischen gegenüber den großen Nachteilen dieser Technologie überwiegen.

 

Der große Nachteil dieser Technologie besteht trotzdem nach wie vor: Der Global Shutter braucht zusätzliche Transistoren an jedem einzelnen Pixel - und diese Transistoren brauchen Platz, der dann nicht für die Photodiode zur Verfügung steht. Die kleineren Photodioden können dann weniger Licht einfangen, so dass das Signal stärker verstärkt werden muss und es ein stärkeres Bildrauschen gibt.

D.h. wenn wir zwei Kameras mit gleich großen Sensoren auf dem gleichen technischen Stand und mit der selben Auflösung haben, von denen eine den Global Shutter hat und die Andere nicht, wird Zweitere deutlich weniger rauschen als Erstere. (Und je höher die Auflösung des Sensors ist, desto größer wird der Unterschied im Rauschverhalten sein, da die Transistoren eben nicht mit sinkender Pixelgröße auch kleiner werden, sondern immer gleich viel Platz brauchen)

Dieses höhere Rauschen hält Sony eben nun im Profi-Film-Bereich für manche Anwendungen für akzeptabel und deshalb wird diese Kamera für ebendiese speziellen Anwendungen angeboten.

Im hell beleuchteten Studio oder am hell beleuchteten Filmset braucht man nun mal keine hohen ISO-Werte, bei denen das höhere Rauschen negativ auffallen würde.

Für Aufnahmen in einer dunklen Unbebung wird man diese neue Kamera aber bestimmt nicht einsetzen, weil das Rauschen dort stört.

 

Der Preis eines solchen Sensors ist dagegen kein großes Problem. Sicherlich sind derartige Sensoren derzeit noch sehr teuer.

Aber dieser hohe Preis kommt vor Allem aufgrund der geringen Stückzahlen und der hohen Entwicklungskosten, die auf diese geringen Stückzahlen umgelegt werden müssen, zustande.

In der Produktion ist ein Sensor mit Global Shutter kaum teurer als ein Sensor ohne Global Shutter, wenn Beide in gleich hohen Stückzahlen produziert werden. (Die Schritte in der Herstellung sind die Selben.)

 

Im Foto-Bereich sieht die Sache aber noch mal ganz anders aus:

Eine Kamera, die dank Global Shutter - Sensor deutlich mehr rauscht als eine Kamera ohne Global Shutter würde in allen Test förmlich zerrissen und kaum jemand würde eine solche Kamera kaufen.

 

Von daher wird der Global Shutter im Fotobereich erst kommen, wenn die Sensor-Technologie so weit ist, dass die Bilder - ob mit oder ohne Global Shutter - bei allen in der Praxis irgendwie relevanten ISO-Werten kaum noch rauschen. (Falls es überhaupt jemals so weit kommen wird)

Alternativ müsste man es schaffen, "Stapel-Sensoren" zu bauen, bei denen sich die Photodioden über und nicht neben der Ausleseelektronik befinden. Aber das ist wirklich alles Andere als trivial und würde komplett neue, extrem komplexe Herstellungsprozesse nötig machen, die man erst mal irgendwie entwickeln und in den Griff bekommen muss.

 

 

Was mich interessieren würde ist folgendes. Der global shutter Sensor muss doch unheimlich viele AUslesekanäle haben. Macht das bei den Herstellverfahren aufwandstechnischen einen grossen Unterschied zu herkömmlichen Sensoren?

Bei der Herstellung des Sensors an sich verursacht das keinen oder nur einen minimal größeren Aufwand.

Es sind hier genau die selben Prozessschritte nötig wie bei einem Sensor mit weniger Kanälen. Man braucht höchstwahrscheinlich nur andere Masken mit (um es ganz einfach auszudrücken) einer anderen Verteilung der einzelnen Elemente auf jedem Sensor.

Höchstens das Packaging könnte teurer werden, da der Sensor evtl. eine größere Zahl von Anschlüssen hat, die verdrahtet werden müssen.

 

Es könnte allerdings sein, dass die weitere Elektronik, um den Chip auszulesen und die ausgelesenen Daten weiterzuverarbeiten, aufwändiger sein muss. Das kann ich aber nicht wirklich abschätzen.

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DonParrot

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Auch wenn wir diese Diskussion schon mehrfach hier im Forum hatten und sich mit dem erscheinen dieser Kamera von Sony nichts an der Sachlage geändert hat, wiederhole ich noch mal meine Argumente, warum es in absehbarer Zeit keine Foto-Kamera mit Global Shutter geben wird:

 

Der Global Shutter ist nun wirklich ein alter Hut. Schon vor ca. 10 Jahren gab es Sensoren mit dieser Technologie, die serienmäßig in speziellen Überwachungskameras eingebaut wurden. (Bei diesen Sensoren kann man teilweise sogar verschiedene Bereiche des Sensors gleichzeitig mit verschiedenen Bildwiederholraten auslesen)

Sony ist also nun wirklich nicht die erste Firma, die diese Technik marktreif macht.

Sony ist allerhöchstens die erste Firma, die einen entsprechenden Sensor serienmäßig in eine professionelle Videokamera einbaut. Es sieht also so aus, als ob die Sensor-Technologie inzwischen so weit ist, dass die großen Vorteile, die der Global Shutter im Videobereich bietet, für manche Anwendungen inzwischen gegenüber den großen Nachteilen dieser Technologie überwiegen.

 

Der große Nachteil dieser Technologie besteht trotzdem nach wie vor: Der Global Shutter braucht zusätzliche Transistoren an jedem einzelnen Pixel - und diese Transistoren brauchen Platz, der dann nicht für die Photodiode zur Verfügung steht. Die kleineren Photodioden können dann weniger Licht einfangen, so dass das Signal stärker verstärkt werden muss und es ein stärkeres Bildrauschen gibt.

D.h. wenn wir zwei Kameras mit gleich großen Sensoren auf dem gleichen technischen Stand und mit der selben Auflösung haben, von denen eine den Global Shutter hat und die Andere nicht, wird Zweitere deutlich weniger rauschen als Erstere. (Und je höher die Auflösung des Sensors ist, desto größer wird der Unterschied im Rauschverhalten sein, da die Transistoren eben nicht mit sinkender Pixelgröße auch kleiner werden, sondern immer gleich viel Platz brauchen)

Dieses höhere Rauschen hält Sony eben nun im Profi-Film-Bereich für manche Anwendungen für akzeptabel und deshalb wird diese Kamera für ebendiese speziellen Anwendungen angeboten.

Im hell beleuchteten Studio oder am hell beleuchteten Filmset braucht man nun mal keine hohen ISO-Werte, bei denen das höhere Rauschen negativ auffallen würde.

Für Aufnahmen in einer dunklen Unbebung wird man diese neue Kamera aber bestimmt nicht einsetzen, weil das Rauschen dort stört.

 

Der Preis eines solchen Sensors ist dagegen kein großes Problem. Sicherlich sind derartige Sensoren derzeit noch sehr teuer.

Aber dieser hohe Preis kommt vor Allem aufgrund der geringen Stückzahlen und der hohen Entwicklungskosten, die auf diese geringen Stückzahlen umgelegt werden müssen, zustande.

In der Produktion ist ein Sensor mit Global Shutter kaum teurer als ein Sensor ohne Global Shutter, wenn Beide in gleich hohen Stückzahlen produziert werden. (Die Schritte in der Herstellung sind die Selben.)

 

Im Foto-Bereich sieht die Sache aber noch mal ganz anders aus:

Eine Kamera, die dank Global Shutter - Sensor deutlich mehr rauscht als eine Kamera ohne Global Shutter würde in allen Test förmlich zerrissen und kaum jemand würde eine solche Kamera kaufen.

 

Von daher wird der Global Shutter im Fotobereich erst kommen, wenn die Sensor-Technologie so weit ist, dass die Bilder - ob mit oder ohne Global Shutter - bei allen in der Praxis irgendwie relevanten ISO-Werten kaum noch rauschen. (Falls es überhaupt jemals so weit kommen wird)

Alternativ müsste man es schaffen, "Stapel-Sensoren" zu bauen, bei denen sich die Photodioden über und nicht neben der Ausleseelektronik befinden. Aber das ist wirklich alles Andere als trivial und würde komplett neue, extrem komplexe Herstellungsprozesse nötig machen, die man erst mal irgendwie entwickeln und in den Griff bekommen muss.

 

Ich sag's mal so: ich habe eindeutig weniger Ahnung von der Technik als Du, doch die Tatsache, dass es vor drei Jahren seitens Panasonic die Aussage gab, man hoffe, den Global Shutter rechtzeitig für die GH2 der ihren Nachfolger marktreif zu haben, lässt mich irgendwie glaben, dass es nicht mehr soooo lange dauern wird. Auch wenn es für die GH3 noch nicht geklappt hat.

Denn ich vermute, dass die Jungs wissen, wovon sie reden.

Und wenn es jetzt mit Sony erstmals einem Hersteller gelingen ist, einer Kamera für hochwertiges Bildmaterial mit einem solchen Sensor auszustatten, ist das ein großer Schritt in diese Richtung.

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wolfgang_r

wolfgang_r

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(...)

Alternativ müsste man es schaffen, "Stapel-Sensoren" zu bauen, bei denen sich die Photodioden über und nicht neben der Ausleseelektronik befinden. Aber das ist wirklich alles Andere als trivial und würde komplett neue, extrem komplexe Herstellungsprozesse nötig machen, die man erst mal irgendwie entwickeln und in den Griff bekommen muss.

Die gibt es schon eine Weile, nennen sich BSI-Sensoren und werden schon von verschiedenen Firmen eingebaut.

Schneller, heller, smarter: Wie BSI-Sensoren die Digicams revolutionieren | CNET.de

Mit Global Shutter extrem schnell: i-SPEED FS / Olympus

Die F800EXR von Fujifilm hat einen BSI-Sensor, WLAN und einen - Foto - FOCUS Online

http://www.cmosis.com/products/standard_products/cmv20000

http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=NOIV1SN025KA-GDC

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NOIV1SN025KA-D.PDF

http://spectronet.de/portals/visqua/story_docs/vortraege_2010/101109_vision/101109_09_30_wuyts_cypress_semiconductor.pdf

 

usw.

Edited by wolfgang_r
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kavenzmann

kavenzmann

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Wieso heisst der Thread eigentlich "Oly-Kameras mit..."

 

Ich denke, es wäre sinnvoller, Firmenunabhängig dieses Thema zu beleuchten, was ja scheinbar auch passiert. Von "bald" kann eigentlich auch noch nicht die Rede sein. Bis diese Technologie in den niedrigpreisigen Systemkameras zu bekommen sein wird, vergehen eher Jahre denn Monate...

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MaGu

MaGu

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Ich sag's mal so: ich habe eindeutig weniger Ahnung von der Technik als Du, doch die Tatsache, dass es vor drei Jahren seitens Panasonic die Aussage gab, man hoffe, den Global Shutter rechtzeitig für die GH2 der ihren Nachfolger marktreif zu haben, lässt mich irgendwie glaben, dass es nicht mehr soooo lange dauern wird. Auch wenn es für die GH3 noch nicht geklappt hat.

Denn ich vermute, dass die Jungs wissen, wovon sie reden.

Und wenn es jetzt mit Sony erstmals einem Hersteller gelingen ist, einer Kamera für hochwertiges Bildmaterial mit einem solchen Sensor auszustatten, ist das ein großer Schritt in diese Richtung.

Vermutlich hast du recht...

Auf 43rumors wurde gerade etwas über einen 12 Megapixel FT - Sensor mit Global Shutter berichtet, der von Truesense (Nachfolger der Kodak-Sensorsparte) angekündigt wurde.

Dieser Sensor lässt sich mit Rolling Shutter und Global Shutter betreiben, wobei das Auslese-Rauschen (Read Noise) im Global Shutter - Betrieb verdreifacht wird und der Dynamikumfang von 62 auf 52dB sinkt.

(Die Daten entstammen der auf der Info-Seite zum Sensor KAC-12040 angebotenen PDF-Datei)

 

Leider hat Truesense keinen wirklich vergleichbaren Sensor ohne Global Shutter im Programm und beim zumindest noch einigermaßen vergleichbaren KAI-10100) gibt es es keine Angabe zur Read Noise im datenblatt und der Dynamikumfang ist mit 64dB minimal höher.

Ich habe also nach wie vor keine Daten, mit denen ich einen Sensor mit Global Shutter mit einem vergleichbaren Sensor ohne Global Shutter vergleichen kann.

 

Die angepeilten Anwendungen für den KAC-12040 haben mit der Fotografie allerdings wenig zu tun... das geht in Richtung Überwachungskameras z.B. für die Verkehrs- oder Maschinenüberwachung.

Vermutlich kann dieser Sensor in Sachen Rauschen und evtl. auch Dynamikumfang nicht mit Foto-Sensoren mithalten.

Auch das stimmt natürlich. Es gibt die BSI-Technologie.

Allerdings gibt es meines Wissens derzeit nur kleine Sensoren im Kompakt-Knipsen-Format in BSI-Technologie.

 

Ich vermute mal, dass es noch niemand schafft, großformatige Sensoren mit dieser Technologie mit ausreichender Ausbeute herzustellen. Das ist bei exotischen Herstellungsprozessen nämlich häufig das größte Problem.

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wolfgang_r

wolfgang_r

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(...)

Ich vermute mal, dass es noch niemand schafft, großformatige Sensoren mit dieser Technologie mit ausreichender Ausbeute herzustellen. Das ist bei exotischen Herstellungsprozessen nämlich häufig das größte Problem.

Große Strukturen sind einfacher herzustellen. Wenn das mit Kompaktkameraformat gelingt, dann sehe ich keinen wirklich triftigen Grund, warum das mit z. B. mFT nicht möglich sein sollte. Ich bin nicht 100% sicher, aber die NEXen und die OM-D könnten schon .... Wenn die Fläche ein Problem wäre, dann hätten dieses Problem schon die heutigen KB-Sensoren. Denke ich mir so....

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DonParrot

DonParrot

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Von "bald" kann eigentlich auch noch nicht die Rede sein. Bis diese Technologie in den niedrigpreisigen Systemkameras zu bekommen sein wird, vergehen eher Jahre denn Monate...

2010 wollte man uns auch noch erzählen, dass der Kontrast-AF nie niemals nicht so schnell sein könne wie der Phasen-AF.

Wenn Pansonic schon 2009 der Ansicht war, bis zur Einführung des Global Shutters in der GH-Serie sei es nicht mehr allzu lange hin, dann denke ich, dass es wirklich nicht mehr allzu lange dauern wird. Wobei ich auch ein oder zwei Jahre als 'nicht mehr lange' bezeichnen würde.

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MaGu

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Große Strukturen sind einfacher herzustellen. Wenn das mit Kompaktkameraformat gelingt, dann sehe ich keinen wirklich triftigen Grund, warum das mit z. B. mFT nicht möglich sein sollte. Ich bin nicht 100% sicher, aber die NEXen und die OM-D könnten schon .... Wenn die Fläche ein Problem wäre, dann hätten dieses Problem schon die heutigen KB-Sensoren. Denke ich mir so....

Ich gehe mal davon aus, dass die Strukturbreite bei großen und kleinen Sensoren gleich groß ist. Sonst würde man ja bei großen Sensoren unnötig viel Platz mit der Auslese-Elektronik verbrauchen.

Die einzigen großen Unterschiede sind somit vermutlich die Chipfläche und die Größe der Photodioden.

 

Also mache ich mal eine ganz simple Beispielrechnung, um zu zeigen, warum man heutzutage zwar kleine BSI-Sensoren, aber keine großen BSI-Sensoren bauen kann:

 

Bei einem BSI-Sensor sind in der Herstellung weitere Prozessschritte nötig, die sicherlich auch nicht völlig fehlerfrei ablaufen.

Nehmen wir mal an, dass im gesamten Herstellungsprozess am 5 Stellen auf dem Wafer ein punktförmiger Fehler entsteht. - D.h. wir haben 5 defekte Chips pro Wafer (wenn wir mal vernachlässigen, dass auch mehrere Defekte auf einen Chip fallen können).

Nun hat ein FT-Sensor mit 225 mm² allerdings die knapp 6-fache Fläche eines 1/1,8"-Sensors (38,88 mm²).

Nehmen wir nun an, dass 100 1/1,8"-Sensoren auf einem Wafer Platz haben, von denen prozessbedingt im Mittel 5 Chips defekt sind... dann haben wir also eine ordentliche Ausbeute von 95% (95 von 100 Chips).

Auf einem gleich großen Wafer haben allerdings nur noch 16 FT-Sensoren Platz, von denen wiederum 5 Stück defekt sind. Damit haben wir nur noch eine enttäuschende Ausbeute von 68,75% (11 von 16 Chips).

 

Und jetzt schauen wir uns noch den Preis eines Chips an, wenn wir annehmen, dass die Herstellung eines Wafers 100€ kostet und vernachlässigen die Kosten für Packaging und Bonding der einzelnen Chips.

 

Ein 1/1,8"-Sensor kostet dann 100€ / 95 = 1,052€

Ein FT-Sensor kostet dagegen 100€ / 11 = 9,09€ - Also knapp 9 mal so viel wie ein 1/1,8"-Chip, obwohl er nur die sechsfache Fläche hat.

 

Wer Lust hat, kann die Beispielrechnung auch noch für einen KB-Sensor durchführen... Bei nur noch 5 Chips auf einem Wafer und 5 Defekten geht die Ausbeute gegen 0 und die Kosten gehen gegen unendlich.

 

Damit dürfte klar sein, warum man eine komplizierte Technologie, die zusätzliche Fehler verursacht, leichter bei kleinen als bei großen Chips einführen kann.

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